圖像的幾何變換教學(xué).ppt

第四章 圖像的幾何變換,我們知道，圖像是對(duì)三維實(shí)際景物的平面投影。為了觀測(cè)需要，常常需要進(jìn)行各種不同的幾何變換。注意一點(diǎn)，實(shí)際上幾何變換不改變像素值，而是改變像素所在的位置。,4.1 圖像的位置變換,一、圖像的平移,注意：平移后的景物與原圖像相同，但“畫布”一定是擴(kuò)大了。否則就會(huì)丟失信息。,4.1 圖像的位置變換,二、圖像的鏡像,注意：做鏡像時(shí)，實(shí)際上需要對(duì)坐標(biāo)先進(jìn)行平移，否則將出錯(cuò)。因?yàn)榫仃嚨南聵?biāo)不能為負(fù)。,水平鏡像,垂直鏡像,4.1 圖像的位置變換,三、圖像的旋轉(zhuǎn),4.1 圖像的位置變換,圖像的旋轉(zhuǎn)注意點(diǎn)： 1） 圖像旋轉(zhuǎn)之前，為了避免信息的丟失，一定有平移坐標(biāo)，具體的做法有如圖所示的兩種方法。,4.1 圖像的位置變換,圖像的旋轉(zhuǎn)注意點(diǎn)： 2）圖像旋轉(zhuǎn)之后，會(huì)出現(xiàn)許多的空洞點(diǎn)，對(duì)這些空洞點(diǎn)必須進(jìn)行填充處理，否則畫面效果不好。稱這種操作為插值處理。,4.1 圖像的位置變換,最簡單的方法是行插值或是列插值方法： 1. 找出當(dāng)前行的最小和最大的非白點(diǎn)的坐 標(biāo)，記作：(i,k1)、(i,k2)。 2. 在(k1,k2)范圍內(nèi)進(jìn)行插值，插值的方法 是：空點(diǎn)的像素值等于前一點(diǎn)的像素值。 3. 同樣的操作重復(fù)到所有行。,4.1 圖像的位置變換,經(jīng)過插值處理之后，圖像效果就變得自然。,4.2 圖像的形狀變換,一、圖像的縮小 圖像的縮小一般分為按比例縮小和不按比例縮小兩種。圖像縮小之后，因?yàn)槌休d的信息量小了，所以畫布可相應(yīng)縮小。,4.2 圖像的形狀變換,1. 圖像按比例縮小： 最簡單的是減小一半，這樣只需取原圖的偶（奇）數(shù)行和偶（奇）數(shù)列構(gòu)成新的圖像。,4.2 圖像的形狀變換,如果圖像按任意比例縮小，則需要計(jì)算選擇的行列。 M*N大小的圖像縮小為：kM*kN大小，（k1）。 設(shè)舊圖像是F(x,y)，新圖像是I(x,y) 則：I(x,y)=F(int(c*x),int(c*y) c=1/k,K=1/3,4.2 圖像的形狀變換,2. 圖像不按比例縮?。?這種操作因?yàn)樵趚方向和y方向的縮小比例不同，一定會(huì)帶來圖像的幾何畸變。,4.2 圖像的形狀變換,圖像不按比例縮小方法： M*N大小的圖像縮小為：k1M*k2N大小，（k11，k21）。 設(shè)舊圖像是F(x,y)，新圖像是I(x,y) 則：I(x,y)=F(int(c1*x),int(c2*y) c1=1/k1 c2=1/k2,4.2 圖像的形狀變換,二、圖像的放大 圖像的縮小操作中，是在現(xiàn)有的信息里如何挑選 所需要的有用信息。 圖像的放大操作中，則需對(duì)尺寸放大后所多出來的空格填入適當(dāng)?shù)闹?，這是信息的估計(jì)問題，所以較圖像的縮小要難一些。,4.2 圖像的形狀變換,1.按比例放大圖像 如果需要將原圖像放大k倍，則將一個(gè)像素值添在新圖像的k*k的子塊中。,放大5倍,4.2 圖像的形狀變換,思考一個(gè)問題： 如果放大倍數(shù)太大，按照前面的方法處理會(huì)出現(xiàn)馬賽克效應(yīng)。如果這個(gè)問題交給你，有沒有辦法解決？或者至少有所改善？,4.2 圖像的形狀變換,2. 圖像的任意不成比例放大： 這種操作由于x方向和y方向的放大倍數(shù)不同，一定帶來圖像的幾何畸變。 放大的方法是： 將原圖像的一個(gè)像素添到新圖像的一個(gè) k1*k2的子塊中去。,4.2 圖像的形狀變換,三、圖像的錯(cuò)切變換 圖像的錯(cuò)切變換實(shí)際上是景物在平面上的非垂直投影效果。,4.2 圖像的形狀變換,可以看到，錯(cuò)切之后原圖像的像素排列方向改變。與前面旋轉(zhuǎn)不同的是，x方向與y方向獨(dú)立變化。,4.2 圖像的形狀變換,四、幾何畸變的矯正 受到錯(cuò)切變換效果的啟發(fā)，將其進(jìn)行簡單的延伸，如教材58頁，當(dāng)景物在圖像上是非垂直投影時(shí)，可以通過幾何變換將其進(jìn)行矯正。 矯正方法為：,變換參數(shù)可通過對(duì)應(yīng)點(diǎn)的坐標(biāo)來確定。,作 業(yè)（共1題）,1. 設(shè)圖像為：,1）請(qǐng)將它旋轉(zhuǎn)45度； 2）請(qǐng)將它在x方向進(jìn)行45度錯(cuò)切。,圖像的減半縮小效果,返回,圖像的按比例縮小效果,返回,圖像的不按比例任意縮小,返回,圖像